JP2001133680A - 電子カメラ - Google Patents

電子カメラ

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JP2001133680A
JP2001133680A JP31391899A JP31391899A JP2001133680A JP 2001133680 A JP2001133680 A JP 2001133680A JP 31391899 A JP31391899 A JP 31391899A JP 31391899 A JP31391899 A JP 31391899A JP 2001133680 A JP2001133680 A JP 2001133680A
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image
electronic camera
cmos
pixels
imaging device
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JP31391899A
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Akira Inoue
晃 井上
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高画素数の半導体撮像素子を用いる場合であっ
ても、高い応答性を確保しつつ高精度な撮影条件設定を
行うことができる電子カメラを提供する。 【解決手段】この発明の電子カメラは、画素数の多いC
CD7と画素数の少ないCMOS5との2つの撮像素子
を備えており、分光部4により、この2つの撮像素子に
は同じ被写体像からの光束を入射させる。そして、画素
数が少なく部分的なデータ読み出しが可能なCMOS5
からの出力を撮影条件設定用に使用し、画素数の多いC
CD7からの出力を撮影用に使用することにより、高画
素数の半導体撮像素子を用いる場合であっても、高い応
答性を確保しつつ高精度な撮影条件設定を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、CCD2次元イ
メージセンサのような半導体撮像素子を用いて撮影を行
う電子カメラに係り、特に、高精度な静止画像の撮影
と、高速な撮影条件設定、動画撮影および連続的なエレ
クトロビューファインダ(EVF)表示等とを両立させ
る電子カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、被写体像を撮像光学系により半導
体撮像素子、たとえばCCD上に結像して電気信号に変
換し、これにより得られた静止画像の画像データを半導
体メモリや磁気ディスクのような記録媒体に記録する、
いわゆる電子カメラが広く普及しつつある。
【0003】また、最近の半導体技術の向上により、電
子カメラに用いられる半導体撮像素子の画素数はますま
す大きくなっている。たとえばCCDの場合、動画用と
しては30〜40万画素程度、静止画用としては100
〜200万画素程度のものが用いられている。しかし、
昨今では、静止画用では200万画素を超え、さらに画
素数が増える傾向にある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このC
CDの画素数の増加に伴って、CCDからのデータ読み
出しに時間がかかるという問題が生じている。また、画
素数の増加に伴う情報量の増加により読み出し後の処理
にも時間がかかることになる。
【0005】一方、デジタルカメラにおいて、CCDか
らの出力は、静止画像として記録されるのみならず、自
動合焦制御(AF)、自動露光制御(AE)等の撮影条
件の制御にも用いられている。したがって、CCD読み
出しや出力データ処理に時間がかかるのでは、撮影条件
等に関する設定制御の応答も悪くなる。
【0006】一方、銀塩カメラにおいては、電子カメラ
のCCD素子に対応するフィルムとは別途に撮影条件設
定用センサが設けられ、自動露出(AE)における多点
分割測光や、オートフォーカス(AF)において合焦点
となるAFフレームの複数使用等が行われている。しか
し、電子カメラにおいては、上記のように撮像用のCC
DによってAFやAEが行われるため、応答性の問題を
考慮すると、多分割測光や複数AFフレームの使用は困
難である。
【0007】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであり、高画素数の半導体撮像素子を用いる
場合であっても、高い応答性を確保しつつ高精度な撮影
条件設定を行うことができる電子カメラを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、この発明の電子カメラは、画素数の多い撮影用
のCCDと画素数の少ない条件設定用のCMOSとの2
つの撮像素子を設けることにより、撮影画像の高精度化
と撮影条件設定の高速化とを両立させるようにしたもの
であり、そのために、被写体像を撮影するために用いら
れる面受光型の第1の半導体撮像素子と、前記第1の半
導体撮像素子による前記被写体像の撮影条件を決定する
ために用いられる前記第1の半導体撮像素子より受光素
子数の少ない面受光型のCMOS撮像素子と、前記CM
OS撮像素子からの出力に基づいて前記撮影条件を決定
する撮影条件設定手段とを具備することを特徴とする。
【0009】CMOSは、CCDと異なり選択的に情報
を取り出すことができ、また、画素数を相対的に少なく
することによって、高速動作・高速情報取り出しが可能
になるため、この発明の電子カメラにおいては、このC
MOSを撮影条件決定用の撮像素子とすることにより、
高画素化の傾向が顕著なCCDによる撮影画像の高精度
化に適切に対応するとともに、条件設定用撮像素子にC
CDを用いる場合に比べて、その消費電力を低減するこ
とを可能とする。
【0010】また、この発明の電子カメラは、前記CM
OS型撮像素子が、前記第1の半導体撮像素子と略同一
の被写体像を撮影し、その出力をエレクトロビューファ
インダの画像表示または動画記録用に提供することが好
ましい。
【0011】一般に、EVFの画像表示や動画記録で
は、静止画撮影程の高画質は必ずしも必要ない。そこ
で、この発明の電子カメラにおいては、CMOSからの
画像出力をEVFや動画記録に用いることにより、CC
Dを用いた高精度撮影系に撮影条件を提供しつつ、画像
の精度は比較的低くてもよい表示系(EVF)や動画に
は画像出力を提供することを可能とする。
【0012】また、この発明は、前記撮影条件設定手段
が、複数の合焦点における測定結果に基づいて被写体の
合焦を行う多点自動合焦であることが好ましい。
【0013】CMOSは、選択的な座標から出力取り出
し可能である。そこで、この発明の電子カメラにおいて
は、その点を利用して多点合焦を行うことにより、高速
かつ高精度なAFを可能とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の一実施形態を説明する。 (第1実施形態)まず、この発明の第1実施形態につい
て説明する。
【0015】図1は、この第1実施形態に係る電子カメ
ラの機器構成図である。この電子カメラにおいては、レ
ンズ系1、AF機構2、絞り3、分光部4を経て動画用
撮像素子であるCMOSセンサ(30万画素程度)5に
至り、前記分光部(ビームスプリッタ)4から赤外カッ
トフィルタ(不図示)、シャッタ6を経て静止画用撮像
素子であるCCDセンサ(200万画素以上)7に到達
する。CCD7からの読み出し時にはシャッタ6が閉じ
られる。このシャッタ6は、機械式のフォーカルプレー
ンシャッタである。
【0016】CCD7の出力は、撮像回路(露光、読み
出し、素子シャッタ制御、CCD電力供給オンオフ制御
等)8、A/D変換器9、静止画処理部(写真用の静止
画情報に変換等(XGA等))10を経てバッファメモ
リ11に一旦格納される。バッファメモリ11から表示
制御部12により撮影画像を背面の液晶パネル(再生
用)13から出力し、また、画像保存をするときには、
圧縮伸長部14によりJPEG圧縮して光磁気ディスク
ドライブ(磁気ディスク(フロッピーディスク、HD
D)、半導体メモリ(フラッシュメモリ)等への代替
可)15に保存する。なお、光磁気ディスクドライブ1
5からの出力は、伸長されてバッファメモリ11に格納
された後に表示される。また、CCD7は節電のため、
通常は電源オフになっており、1stレリーズオンで電
源オンされる。
【0017】一方、CMOS5の出力は、撮像回路1
6、A/D変換器17、動画処理部18、VRAM(ビ
デオRAM)19を経て、表示制御部20によりEVF
用の液晶パネル(覗き込み型のEVFとなっている)2
1から表示される。前述の静止画の表示がいわゆるRE
Cビュー(記録画像の表示)であるのに対し、このCM
OS5からの出力表示は、EVF(エレクトロビューフ
ァインダ)としての表示となっている。すなわち、CM
OS5からの出力は、まず、ファインダ用として用いら
れる。また、CMOS5からの出力はバッファメモリ2
2、圧縮伸長部23を介して光磁気ディスクドライブ1
5に動画として保存することもできる。圧縮伸長方法は
モーションJPEGが用いられる。記録された動画は、
静止画と同様にして背面液晶パネル13から再生するこ
とができる。
【0018】また、CMOS5からの出力は、A/D変
換器17からシステムコントローラ24に入力され、A
F制御部25およびAE制御部26によるコントラスト
AF(山登りAF)方式のAF制御およびAE制御に用
いられる。
【0019】システムコントローラ24は、図1の矢印
に示すように、カメラ内の各部を制御し、また、各種の
操作ボタン27からの各種操作入力を受け付ける。シス
テムコントローラ24のAF制御部25は、A/D変換
器17を介するCMOS5からの出力に基づき、AF機
構を制御する。AF方法は、コントラストAFである。
一方、システムコントローラ24のAE制御部26は、
A/D変換器17を介するCMOS5からの出力に基づ
き、絞り機構を制御する。この第1実施形態におけるA
E測光方式は、スポット測光方式である。
【0020】ここで、以上のような構成をもつこの第1
実施形態の電子カメラとCMOS5に代えてEVF動画
用にCCDを用いた電子カメラとの比較を行ってみる。
まず、CCDでは、電気消費量が大きい。これに対し、
CMOSでは、電気消費量が少ない。駆動電圧が低いた
めである。
【0021】次に、CCDでは、転送路から情報を順次
読み出すために、一度のCCD読み出しで全座標の情報
を取得する必要があり、これらの情報のうち、不要な情
報を間引きすることでAFやAEに使用している。これ
に対し、CMOSでは、撮影領域における座標(x、
y)を直接指定して当該座標の情報だけを取り出すこと
が可能である。したがって、同じ量の情報を取り出して
処理(AE、AF等)するのに、CCDよりも格段に高
速かつ効率良く行うことができる。一般に、コントラス
トAFは、AF処理が遅いことが問題となるが、CMO
Sを用いることで高速AFを実現できる。
【0022】また、CMOSは、大量生産されているデ
バイスプロセスであり、CCDの場合より安価である。
したがって、低コスト化につながる。その反面、CMO
Sによる撮像素子は、CCD撮像素子よりも画像の品質
が落ちる。CMOSでは、出力にノイズが乗りやすいた
めである。しかし、ここでは、CMOSを、まず、AF
やAEの条件設定用に使用し、また、画像としては、高
品質画像が求められないEVFや動画記録に用いるだけ
なので、CMOS出力の低画質は何ら問題とならない。
【0023】このように、この第1実施形態の電子カメ
ラにおいては、静止画用CCDで高精度な静止画を撮影
し、かつ、CMOSで高速な撮影条件設定、動画撮影お
よび連続的なEVF表示等を行うことが可能となる。
【0024】(第2実施形態)次に、この発明の第2実
施形態について説明する。この第2実施形態の電子カメ
ラは、図1に示した第1実施形態の電子カメラと同様の
構成である。そして、第1実施形態の電子カメラとの相
違は、AFとして複数AFフレームを用いた合焦処理を
行う点、および、AEとして多分割測光を行う点にあ
る。
【0025】図2に、この第2実施形態に係る電子カメ
ラのファインダに複数AFフレームが表示される様子を
示す。また、図3に、多分割測光における分割画面の例
を示す。
【0026】AFにおいては、各AFフレームに対応し
てコントラストAFが行われる。図2の例では、3つの
AFフレーム(a)が設けられるので、この3つのAF
フレーム(a)それぞれにコントラスト評価値が算出さ
れ、各AFフレーム(a)に対応した山登りピーク値
(合焦位置)が求められる。
【0027】そして、この各合焦位置により最終的なA
Fレンズ位置が決定されるわけであるが、その合焦方式
としては、(1)最至近で合焦する合焦点に合せる場
合、(2)多数のAFフレームにて合焦される位置に合
せる場合、(3)中央フレームを重視する等の重み付け
を行って最終合焦位置を決定する、等がある。
【0028】一方、多分割測光では、図3に示される各
領域における明るさが測定され、それぞれの領域の明る
さを総合的に判断して露出が決定される。なお、各領域
それぞれの全素子に対応して測光を行うと時間がかかる
ので、各領域の一部分のみから領域毎の明るさを判断し
てもよい。また、図3に示されるうちの一部の領域につ
いてのみ測光を行うようにしてもよい。
【0029】このように、この第2実施形態の電子カメ
ラにおいては、CMOSを用いて高速かつ効率的に測定
出力を取得できるので、高精度のAFおよびAEを行う
にもかかわらず、AFおよびAEの高速性を確保するこ
とが可能となる。
【0030】(第3実施形態)次に、この発明の第3実
施形態について説明する。
【0031】前述の第1および第2実施形態の電子カメ
ラのように、CMOSを用いてEVF用等に画像を提供
する場合には、CCDを用いた場合に比べると、その画
像が低品質なものとなる。そこで、この第3実施形態の
電子カメラでは、このCMOSを用いた場合の画像の品
質を改善する。
【0032】以下、そのために行われる、この第3実施
形態の電子カメラの処理手順を説明する。まず、CMO
S5から出力を取得する。続いて、空の状態(ブラック
の状態)でもう一度CMOS5からの出力を取得する。
そして、両者の差を求めれば雑音が除去される。このよ
うな処理は、この第3実施形態の電子カメラのようにC
MOSの画素数が(静止画用CCDに比べて)少ない場
合には、比較的容易に行うことができる。
【0033】このように、この第3実施形態の電子カメ
ラにおいては、CMOS出力に基づくEVF画像等の品
質を容易に改善することが可能となる。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、画素数の多い撮影用のCCDと画素数の少ない条件
設定用のCMOSとの2つの撮像素子を設けることによ
り、撮影画像の高精度化と撮影条件設定の高速化とを両
立させる。
【0035】また、一般に、EVFの画像表示や動画記
録では、静止画撮影程の高画質は必ずしも必要ないこと
を考慮し、CMOSからの画像出力をEVFや動画記録
に用いることにより、CCDを用いた高精度撮影系に撮
影条件を提供しつつ、画像の精度は比較的低くてもよい
表示系(EVF)や動画には画像出力を提供することを
可能とする。
【0036】さらに、CMOSが選択的な座標から出力
取り出し可能であることを考慮し、その点を利用して多
点合焦を行うことにより、高速かつ高精度なAFを可能
とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態に係る電子カメラの機
器構成図。
【図2】同第2実施形態の電子カメラのファインダに複
数AFフレームが表示される様子を示す図。
【図3】同第2実施形態の電子カメラの多分割測光にお
ける分割画面の例を示す図。
【符号の説明】
1…レンズ系 2…AF機構 3…絞り 4…分光部 5…CMOSセンサ 6…シャッタ 7…CCDセンサ 8…撮像回路 9…A/D変換器 10…静止画処理部 11…バッファメモリ 12…表示制御部 13…背面液晶パネル 14…圧縮伸長部 15…光磁気ディスクドライブ 16…撮像回路 17…A/D変換器 18…動画処理部 19…VRAM(ビデオRAM) 20…表示制御部 21…EVF液晶パネル 22…バッファメモリ 23…圧縮伸長部 24…システムコントローラ 25…AF制御部 26…AE制御部 27…操作ボタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/232 G02B 7/11 Z G03B 3/00 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体像を撮影するために用いられる面
    受光型の第1の半導体撮像素子と、 前記第1の半導体撮像素子による前記被写体像の撮影条
    件を決定するために用いられる前記第1の半導体撮像素
    子より受光素子数の少ない面受光型のCMOS撮像素子
    と、 前記CMOS撮像素子からの出力に基づいて前記撮影条
    件を決定する撮影条件設定手段とを具備することを特徴
    とする電子カメラ。
  2. 【請求項2】 前記CMOS型撮像素子は、前記第1の
    半導体撮像素子と略同一の被写体像を撮影し、その出力
    をエレクトロビューファインダの画像表示または動画記
    録用に提供することを特徴とする請求項1記載の電子カ
    メラ。
  3. 【請求項3】 前記撮影条件設定手段は、複数の合焦点
    における測定結果に基づいて被写体の合焦を行う多点自
    動合焦であることを特徴とする請求項1または2記載の
    電子カメラ。
  4. 【請求項4】 前記撮影条件設定手段は、コントラスト
    自動合焦方式により合焦を行うことを特徴とする請求項
    3記載の電子カメラ。
JP31391899A 1999-11-04 1999-11-04 電子カメラ Withdrawn JP2001133680A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005326706A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Sony Corp 撮像装置および方法、プログラム並びに記録媒体
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